鐵路隧道檢測-防水混凝土抗?jié)B性能檢測

我國多年凍土區(qū)面積有2150000平方公里，占國土總面積的22.4%。我國每年修建在凍土區(qū)上的隧道數量非常多，對已經運營的寒區(qū)公路隧道進行調查時發(fā)現，寒區(qū)隧道中有80%以上都存在各種各樣凍害現象，其中60%的發(fā)生滲漏，約24%的出現襯砌混凝土剝落、開裂、滑塌、沉陷等問題。每年各地區(qū)部門和相關交通企業(yè)對這些病害隧道維修養(yǎng)護費用數量驚人。項目研究背景項目研究背景在寒區(qū)修建隧道，除具有隧道工程的一般性外，其技術性問題要更加復雜，其中最主要的問題就是隧道工程主體結構尤其是洞口段的結構抗防凍能力、運營安全性及結構的長期壽命等。據調查，寒區(qū)隧道凍害現象出現頻率如此之高，比重如此之大，主要是對高寒隧道了解不足或估計錯誤所致。研究內容：1高寒地區(qū)隧道氣溫變化特征與圍巖、襯砌溫度場分布規(guī)律研究2345

高寒地區(qū)隧道防凍技術適應性研究

高寒地區(qū)隧道安全施工技術研究高寒地區(qū)隧道結構受力特征與安全評價研究高寒地區(qū)隧道施工安全與監(jiān)控可視化仿真依托工程概況阿拉坦隧道位于內蒙古自治區(qū)通遼市境內，是國道304線圖布信至霍林郭勒段一級公路改建工程項目的控制工程。該隧道左線全長775m，右線全長730m，位于扎魯特旗中北部，距離魯北鎮(zhèn)100多公里，距離霍林郭勒市約50公里。依托工程概況隧址區(qū)位于內蒙古東北部，冬季漫長而寒冷。根據扎魯特旗氣象站資料，多年平均氣溫5.8℃，最低氣溫-27.4℃。多年平均降水量410mm；多年平均凍結深度108cm，最大凍結深度194cm；全年最冷月1月份平均氣溫為－20℃，最大凍結深度為269cm，極端最低氣溫－37.66℃。地下水類型主要為河谷洼地區(qū)的孔隙潛水、丘陵山區(qū)孔隙裂隙潛水，本區(qū)地下水主要以接受垂向大氣降水補給為主，水位年變幅約1.5m。寒區(qū)隧道溫度場監(jiān)測方案設計隧道開挖后，山體內部溫度場引起了變化。一般地質條件下，隧道開挖影響范圍內，外界環(huán)境對隧道穿越區(qū)的溫度影響最為顯著。根據溫濕度計的布設原則，測溫元件應當是按隧道縱向對稱分布，考慮到阿拉坦隧道的實際情況（隧道長度較短），所以測溫元件采取由密到疏的埋設原則，由左線洞口樁號開始，用以測定圍巖內部溫度變化情況。圍巖內溫度測試元件的埋設斷面如圖3-6所示。隧道圍巖內溫度值為每天測一次，每天測定時間基本相同。寒區(qū)隧道溫度場監(jiān)測方案設計

隧道區(qū)及隧道內氣溫溫度的監(jiān)測儀器：本次測試采用ZJI-2B型溫濕度計對大氣溫度連續(xù)自動記錄，記錄結果為米格紙上連續(xù)的溫度濕度曲線，并按要求進行溫濕度校正。每周更換一次記錄紙。溫度計實物圖及隧道外、隧道布設橫斷面如圖1、圖2和圖3所示。圖1溫濕度計及其記錄結果實物圖寒區(qū)隧道溫度場監(jiān)測方案設計百葉箱室外地面150

溫濕度計布置斷面圖外界大氣百葉窗布設圖隧道區(qū)及隧道內氣溫溫度的監(jiān)測儀器：寒區(qū)隧道溫度場監(jiān)測方案設計

隧道圍巖測溫元件圍巖內測溫元件埋設示意圖隧道內圍巖溫度元件：寒區(qū)隧道溫度場監(jiān)測方案設計

溫濕度計及圍巖測溫元件沿隧道縱向布設隧址區(qū)大氣和隧道內環(huán)境溫度觀測數據分析

a）隧道洞口

b）隧道中間處隧道內大氣溫度曲線圖（a~b）

從圖7）圖中可知，在隧道的進出口段，由于在冬季隧道內保持穩(wěn)定風向，洞外低溫氣體充分同二次襯砌和圍巖交換熱量，使得二次襯砌和圍巖內一定深度均處于負溫，由于阿拉坦隧道長度較短，所以在隧道中間處的氣溫曲線最小值要比隧道外大氣氣溫曲線最小值在每年相同時間上延遲20天。隧址區(qū)大氣和隧道內環(huán)境溫度觀測數據分析

沿隧道縱向溫度變化曲線1）1月與2月兩個月，沿隧道縱向氣溫曲線基本呈倒V型，隧道中間處溫度高。從隧道外到隧道中間處，月平均氣溫較差最高可達12℃，最低氣溫出現在隧道出口外，在隧道的進出口處向隧道內方向溫度都是降低的。2）3月和4月溫度曲線整體大致成“一”字狀，這期間隧道進出口洞外氣溫回升較快，而隧道洞口與隧道外大氣溫度相差不多。3）從5月至8月，隧道進口至隧道中部溫度曲線基本呈直線下降趨勢。4）整體來看，隧道中間處溫度值從1月至8月增幅較小，其1月的最低值與7月的最高值均為隧道縱向同期的最小值。隧道圍巖溫度數據分析表1隧道洞口段圍巖內最低負溫值

隧道圍巖溫度數據分析隧道洞身段

常用保溫材料福利凱（FLOLICFOAM）

保溫材料比選試驗研究模型試驗的研制

溫度調節(jié)箱設計圖溫度調節(jié)箱實物圖

冷浴刻槽圓盤設計圖保溫材料比選試驗研究模型試驗的研制HC-2010型低溫恒溫槽

制冷鋁板實物圖模型試驗的研制保溫材料比選試驗研究SWD-809型自動打印十六路巡檢控制儀記錄結果實物圖保溫材料比選試驗研究測試原件及埋設WZP-011型Pt100單支鉑熱電阻感應元件

測溫探頭在混凝土板表面布置圖圖混凝土板表面涂抹凡士林保溫材料比選試驗研究保溫層內置（二次襯砌表面）數據采集過程圖試驗方案：（1）無保溫層的低溫模擬試驗（2）內置4cm福利凱板（（FLOLICFOAM））作為保溫層的低溫模擬試驗（3）內置5cm聚氨酯板（PU）作為保溫層的低溫模擬試驗保溫材料比選試驗數據分析未鋪設保溫層

未鋪設保溫層時模型內溫度變化情況如圖所示，當外界溫度較低時，由二次襯砌至圍巖，溫度差值分布明顯。隨著外界溫度的下降，襯砌及圍巖模擬層內部溫度也有著同樣趨勢的下降，隨著徑向深度的加深，溫度降幅是逐漸減少的，即遠離隧道斷面，越向圍巖深處的溫度變化越小。模型內溫度變化僅僅對一定范圍內的模擬層溫度產生影響，與“隧道凍融圈”理論相符合。無保溫層斷面溫度對比保溫材料比選試驗數據分析A斷面溫度變化曲線B斷面溫度變化曲線C斷面溫度變化曲線D斷面溫度變化曲線保溫材料比選試驗數據分析內置福利凱（（FLOLICFOAM））保溫層模型在D斷面與冷浴之間鋪設4.5cm福利凱（（FLOLICFOAM））作為保溫層即內置保溫層后模型內部溫度變化情況如圖19所示，保溫層使圍巖模擬層A斷面、B斷面和支護模擬層C斷面、D斷面溫度達到了0℃以上起到了防止圍巖凍脹的作用。內置福利凱（FLOLICFOAM）作保溫層斷面溫度對比隧道溫度場有限元計算隧道溫度場有限元模型的建立根據阿拉坦隧道實際情況建立1：1計算模型。由隧道溫度梯度的大小對隧道內不同材料類型進行不同的網格劃分，劃分的基本原則是：溫度場內溫度梯度大的區(qū)域網格劃分密，溫度梯度小的區(qū)域網格較稀疏。隧道溫度場有限元計算模型隧道溫度場有限元計算有限元計算結果無保溫層時隧道溫度云圖內置4cm硬質福利凱（FLOLICFOAM）時隧道溫度云圖由圖21可見，當無保溫層情況時，隧道外輪廓錢處于負溫區(qū)，即襯砌后一定區(qū)域的圍巖均處于負溫區(qū)，易發(fā)生凍害；由圖22可見，內置5cm硬質福利凱（PU）作為保溫層情況下，隧道外輪廓錢與圍巖內溫度均處于0℃以上，達到了保溫防止凍害發(fā)生的目的。隧道溫度場有限元計算

隧道縱向溫度場模擬

a）無保溫層時加載第1年溫度圖b）無保溫層時加載第30年溫度圖

從圖23可以看出，沿隧道縱向設定保溫層后，第1年時襯砌內的負溫值比該處隧道內空氣溫度明顯要高出，襯砌內溫度沒有出現低于-6.3℃的，但是隧道襯砌內的溫度沿隧道縱向分布的比較均勻；當反復加載30年時，隧道襯砌內襯砌表面的負溫值會達到-8℃，從而說明反復加載的時間越長，隧道圍巖一定范圍內的年平均溫度會下降，溫度最終穩(wěn)定的值同隧道圍巖的初始溫度、隧道內氣溫、地區(qū)降水量、圍巖的性質等各因素有關。隧道縱向溫度場模擬隧道溫度場有限元計算c）有保溫層時加載第1年溫度圖d）有保溫層時加載第30年溫度圖

沿隧道縱向溫度模擬云圖（a~d）寒區(qū)隧道防凍設計與安裝寒區(qū)隧道防凍設計與安裝寒區(qū)隧道防凍設計與安裝寒區(qū)隧道安全施工控制技術研究內容

依托國道304線圖不信—霍林河段阿拉坦隧道，本研究報告主要完成了以下研究工作：

（1）隧道圍巖特征與施工綜合地質超前預報技術根據TSP、地質雷達等隧道超前地質預報技術獲得的洞周圍巖松動范圍的資料，預測高寒地區(qū)隧道施工災害，針對具體施工災害，提出加固改善隧道圍巖條件的工程措施及其施工技術和質量控制，有效指導施工。

（2）隧道施工安全管理系統(tǒng)通過洞內變形收斂量測來監(jiān)控洞室穩(wěn)定狀態(tài)和評價隧道變形特征。并通過對量測數據的整理與回歸分析，找出其內在的規(guī)律，對圍巖穩(wěn)定性進行評價，優(yōu)化隧道初期支護設計，提高信息化設計水平，初步建立隧道施工安全管理系統(tǒng)。超前地質預報

超前預報的主要目標包括：（1）超前探測地層巖性、軟弱層的位置、巖體完整程度、斷裂帶位置、寬度、破碎程度、富水性；（2）超前探測巖溶洞穴、含水體的位置、大小、規(guī)模、充填情況，預報突水突泥具體位置及可能帶來的災害程度；（3）查明勘察設計階段物探資料顯示的異常體的具體位置、規(guī)模，確定其危害程度；（4）隧道底部及周邊巖溶洞穴及含水體的位置、規(guī)模。通過超前地質預報及時發(fā)現異常地質現象，預報隧道開挖面前方不良地質的位置、產狀及其圍巖結構的完整性，為正確選擇開挖方式、修正支護參數和優(yōu)化施工方案提供有力依據，并為預防隧洞出現塌方、流沙、漏水、突泥、巖溶和采空區(qū)等可能形成的災害事故及時提供信息，以降低地質災害發(fā)生的風險，進而保證施工質量。施工監(jiān)控量測施工監(jiān)控量測具體目標為：（1）通過施工監(jiān)控掌握隧道拱頂沉降、周邊收斂、圍巖內部位移，了解圍巖松動破壞范圍，對圍巖穩(wěn)定性作出評價。（2）掌握隧道圍巖的變形規(guī)律以及與施工工序和爆破振動的關系，用以調整施工方法和參數。（3）通過施工監(jiān)控，及時發(fā)現安全隱患并予以排除。通過各種有效的技術手段，快速取得可靠的監(jiān)測數據，快速評價隧道施工的安全狀態(tài)，及時指導施工；通過對圍巖及隧道結構的受力、變形狀況的全面分析，準確評定隧道施工工藝、支護襯砌結構參數的安全性和經濟性，為施工優(yōu)化提供指導，最終達到安全、優(yōu)質、經濟的目的。寒區(qū)淺埋隧道進洞安全施工

寒區(qū)淺埋隧道進洞安全施工控制（注漿技術）包括以下幾個方面：（1）注漿標準通過注漿要求達到的效果和質量指標；（2）施工范圍包括注漿程度、長度和寬度；（3）注漿材料包括漿材種類和漿液配方；（4）漿液影響半徑指漿液在設計壓力下所能達到的有效擴散距離；（5）鉆孔布置根據漿液影響半徑和注漿體設計厚度，確定合理的孔距、排距、孔數和排數；（6）注漿壓力規(guī)定不同地區(qū)和不同程度的允許最大注漿壓力；（7）注漿效果評價用各種方法和手段檢測注漿效果。超前地質預報結果分析探地雷達在隧道圍巖判定中的應用

阿拉坦隧道圍巖全部為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖，因此以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖為例，進行典型分析。1.Ⅲ級圍巖本次雷達預報探測范圍RK6+898～RK6+933段，從點測及線測結果來看，掌子面前方35m范圍雷達反射波特征基本相同，波幅及相位變化不大，預計本段范圍內圍巖特征與掌子面基本相似，巖性為微風化凝灰?guī)r，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，整體穩(wěn)定性一般。預計該段范圍內圍巖特征與掌子面相比基本一致。巖性為微風化凝灰?guī)r，巖體較完整，整體上呈塊狀結構，穩(wěn)定性一般。按照有關技術規(guī)范的規(guī)則判定，圍巖分級為Ⅲ級。超前地質預報結果分析2.Ⅳ級圍巖本次雷達預報探測范圍RK6+793～RK6+828段，從點測及線測結果來看，本測段范圍內雷達反射波特征基本相同，波幅及相位變化不大，預計本段范圍內圍巖特征與掌子面基本相似。相比較而言，雷達波在RK6+812處相位稍微變大，此處圍巖強度可能變低。雷達波在RK6+821.6波幅變大，此處圍巖破碎，應根據炮孔鉆進情況謹慎掘進。雷達波形圖如圖所示。超前地質預報結果分析3.軟弱夾層的探測

本次雷達預報探測范圍RK6+828～RK6+863段，從點測及線測結果來看，本測段范圍內雷達反射波特征基本相同，波幅及相位變化不大，預計本段范圍內圍巖特征與掌子面基本相似，巖性為中風化～微風化凝灰?guī)r，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，整體穩(wěn)定性一般。相比較而言，RK6+849～RK6+851段波形顯異常，此處波幅變大，可能為一軟弱夾層，應根據炮孔鉆進情況謹慎掘進。超前地質預報結果分析地震反射波法在隧道圍巖判定中的應用

經開挖實際驗證，預報結果與實際圍巖狀況較為接近。

由于物探方法的間接性和多解性以及目前所采用的各種地質預報手段都有一定的缺陷，因此隧道施工期間的地質超前預報必須是“以地質方法為基礎，集各種預報方法所長”的綜合預報。隧道監(jiān)控測量實施方案

監(jiān)控量測的目的與內容隧道施工量測是反饋動態(tài)設計的重要依據，它關系到施工安全、結構穩(wěn)定及工程造價等方面。針對阿拉坦隧道具體情況，本次施工量測的目的為通過適時的施工監(jiān)控量測，得到客觀的符合實際的量測數據，對支護的設計參數進行調整，保證隧道結構穩(wěn)定。

1.地表沉降對隧道進出洞口位置淺埋段，進行地表沉降觀測；

2.拱頂下沉及其周邊收斂

周邊收斂、拱頂下沉測點布設地表沉陷測點布設隧道監(jiān)控測量實施方案3.寒區(qū)隧道巖體分層沉降

量測儀器主要采用我校自行研制的多點位移計，最小讀數可達0.02mm，結構見圖。根據隧道地質和洞頂外地表特征，在隧道左線出口淺埋段，樁號Ｋ7+340和K7+250兩斷面安裝位移計。巖體監(jiān)測平面布置圖多點位移計結構圖隧道監(jiān)控測量實施方案K7+340鉆孔斷面（A斷面）隧道監(jiān)控測量數據分析A1號位移計豎向觀察曲線

A2號位移計豎向觀察曲線

A3號位移計豎向觀察曲線

A4號位移計豎向觀察曲線

A5號位移計豎向觀察曲線

A6號位移計豎向觀察曲線

隧道監(jiān)控測量數據分析A7號位移計豎向觀察曲線巖體變形過程（位移—掌子面位置）圖4.1為A斷面（樁號K7+340）各點豎向變形觀察曲線，A1~A7號位移計各層曲線與地表曲線趨勢一致，表明對于周圍巖體中某一坐標因隧道開挖而產生的豎向變形與該坐標地表豎向變形趨勢相一致。A1與A7號位移計各層曲線重合，且在-10~+10mm之間，表明隧道的開挖的影響范圍在A1與A7之間；A3~A5號位移計各層曲線與地表曲線之間有明顯的距離，表明巖層之間有明顯位移，隧道洞徑范圍巖體巖層豎向變形大于地表變形，特別是A3號位移計巖體巖層雖然間隔只有1米但豎向變形差異仍然很明顯。隧道監(jiān)控測量數據分析

巖層各點隨開挖縱向沉降變化規(guī)律

綜合本隧道其他地表監(jiān)測結果，掌子面開挖巖層各點豎向位移與地表基本一致（如圖4.18），同樣可以分為以下四個區(qū)域：（a）微小鼓起區(qū)域。當掌子面在測點距離相差-2~-0.8范圍時，巖層有上鼓趨勢。（b）微小沉降區(qū)域。當掌子面與測點距離相差-0.8~0倍洞徑時，該段沉降值占總沉降值的10%。（c）沉降劇增區(qū)域。隨著開挖工作面的向前推進，在開挖面后距測點0-1.2倍洞徑范圍，巖層沉降速率急劇增長，沉降值增大。該段沉降值約占總沉降值50-60%，累計沉降已經超過70%。（d）沉降基本穩(wěn)定區(qū)域。在開挖工作面后距測點2倍洞徑后，沉降增長緩慢，沉降曲線區(qū)域平緩。縱向巖層沉降L為開挖工作面距測點的距離；D為地下工程開挖直徑；u為沉降值；u0為最終沉降值。隧道監(jiān)控測量數據分析巖層橫向沉降變形（d）掌子面距測點斷面2洞徑時巖層變形曲線（c）掌子面距測點斷面1洞徑時巖層變形曲線掌子面距測點斷面-0.5洞徑時巖層變形曲線（b）掌子面距測點斷面-0洞徑時巖層變形曲線隧道監(jiān)控測量數據分析（e）測點斷面最終巖層變形曲線掌子面距測點斷面不同距離時巖層變形從圖4.19中可以看出，巖層橫斷面變形與地表類似，呈漏斗形，近似正態(tài)分布曲線。隧道中心軸附近地表沉降值最大，越向兩邊地表沉降值越小，當距隧道中心軸位置12m時，沉降值不超過5mm。由于地表橫向有坡度，左低右高，導致最大豎向位移點左移，表明埋深是影響巖層豎向位移的重要因素之一。對圖4.19中曲線采用正態(tài)分布曲線（公式4.13）擬合：式中：為距離隧道中心軸線x處的地表沉降，mm；

為隧道中心線處的地表最大沉降，采用實測值，mm；A為擬合時的常數。圖4.20為拱頂上部巖體內部豎向變形圖，從圖中看隧道開挖松動圈已經波及地表，拱頂附近變形最大，然后向外擴散逐漸減小，橫向遞減比縱向快得多。

巖體豎向變形圖云圖隧道監(jiān)控測量數據分析確定適當的進尺長度當掌子面開挖至K7+340，短短的4天內，拱頂附近的巖體沉降以接近70mm，最大沉降速率超過10mm/d并且?guī)r體分層明顯，根據目測、地質調查等本段巖體破碎，巖體的完整性差，極有可能發(fā)生塌方、冒頂事故，為了確保前方巖體的穩(wěn)定，降低掌子面爆破對本斷面的擾動采取縮短進尺來降低爆破強度辦法——由原來的3m減至1m并繼續(xù)監(jiān)測該斷面，對K7+325再次進行量測，結果如下：我們發(fā)現，只改變進尺長度，開挖后5天拱頂附近的巖體沉降不足50mm，最大沉降速率小于10mm/d，此外K7+340也趨于穩(wěn)定。從兩個監(jiān)測斷面我們發(fā)現，進尺長度，對巖體變形十分重要，對于變形過大一般穩(wěn)定巖體，調整進尺長度，可以實現對巖體變形的控制。在根據本段測試數據修改進尺長度時，周邊收斂才剛剛開始測試，而地表數據雖然與巖體變形趨勢類似，但是由于巖層的“緩沖”，變形量降低了不少。故對于淺埋隧道的進尺長度應根據巖體變形來確定較為科學合理。A3號位移計沉降速率觀察曲線B號位移計沉降速率觀察曲線寒區(qū)隧道洞口段注漿控制技術（安全施工）注漿方案：地表注漿孔位平面圖注漿加固圖寒區(qū)隧道洞口段注漿控制技術評價注漿效果分析與評價通過對基本相同地質條件下的注漿段與未注漿段地表下沉、拱頂下沉、凈空收斂等監(jiān)測變形結果，評價圍巖的注漿效果。由監(jiān)測結果可以看出，場地工程地質條件基本相同時，經地表注漿加固后，洞內拱頂累計下沉明顯減小。寒區(qū)隧道應力場現場測試及分析測試斷面布設方案

依據阿拉坦隧道工程特點，在深埋段依據圍巖級別分別在Ⅲ級圍巖、Ⅳ級圍巖與Ⅴ級圍巖段布設一個主測斷面和一個輔測斷面。在隧道圍巖Ⅴ級圍巖淺埋段，布設一個主測斷面和一個輔測斷面。阿拉坦隧道洞口段，由于左、右線凈距較小，為小凈距段，在此處布設一組測試斷面，同樣布設一個主測斷面和一個輔測斷面。

壓力盒布置圖錨桿鋼筋計布置圖鋼格柵內力鋼筋計布置或二次襯砌混凝土應變計布置斷面圖

寒區(qū)隧道應力場現場測試及分析現場測試內容

1.圍巖壓力采用XYJ-3型壓力盒量測，每個斷面布設測點5個。判斷圍巖的穩(wěn)定性及圍巖的應力分布狀態(tài)，指導安全施工。

2.鋼支撐內力及外力采用XJG-2型CD25鋼弦式應力計進行量測，每個量測斷面布設5個點，每個測點布設2個應力計，量測鋼支撐內力和外力，推算作用于鋼支撐上的彎矩和軸力的大小。判斷鋼支撐尺寸、間距及參數等。掌握鋼支撐的實際工作狀態(tài)，確定鋼支撐的安全性。

3.二次襯砌內應力用XJH-2型埋入式混凝土應變計，每個量測斷面布設5個測點。每個測點布置2只((1對)應變計。通過量測二次襯砌的外側和內側的應力和應變，推算其軸力和彎矩，判斷二次襯砌的應力和應變，確保隧道二次襯砌支護的安全性。

4.錨桿軸力每個測試斷面5個測試錨桿，依據錨桿長度，每根錨桿2~3個測點，了解錨桿實際工作狀態(tài)及軸向力的大小。結合位移量測，判斷圍巖發(fā)展趨勢，分析圍巖內強度下降區(qū)的界限；修正錨桿設計參數，評價錨桿支護效果。寒區(qū)隧道應力場現場測試及分析Ⅴ級深埋斷面測試圍巖壓力時程曲線

錨桿軸力時程曲線

表面應變計時程曲線

混凝土應變計時程曲線

寒區(qū)隧道應力場現場測試及分析Ⅴ級小間距淺埋斷面測試初支壓力時程曲線

仰拱及邊墻壓力時程曲線

錨桿軸力時程曲線

初支型鋼拱架軸力時程曲線

寒區(qū)隧道應力場現場測試及分析Ⅴ級小間距淺埋斷面測試仰拱及邊墻型鋼拱架軸力時程曲線

二襯壓力時程曲線

隧道結構數值仿真應用研究Ⅳ級圍巖K7+100斷面計算模型

計算模型圖計算模型細部圖隧道結構數值仿真應用研究a）

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圖：左洞上、下臺階初支護彎矩a）、b）；右洞上、下臺階初支護彎矩c）、d）；左右洞二次襯砌支護彎矩e）、f）（單位：N.m）隧道結構數值仿真應用研究a）

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圖：左洞上、下臺階初支護軸力a）、b）；右洞上、下臺階初支護軸力c）、d）；左右洞二次襯砌支護軸力e）、f）（單位：N）隧道結構數值仿真應用研究a）

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圖：左洞上、下臺階初支護剪力a）、b）；右洞上、下臺階初支護剪力c）、d）；左右洞二次襯砌支護剪力e）、f）（單位：N）隧道結構數值仿真應用研究a）

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b）

d）

圖：左洞上、下臺階初支護錨桿軸力a）、b）；右洞上、下臺階初支護錨桿軸力c）、d）（單位：N）隧道結構數值仿真應用研究支護結構分析小結1、支護結構彎矩分析小結在隧道初支護和二次襯砌支護彎矩圖5.26上，分析可知，在初支護的拱腳和拱腰位置處彎矩較大，彎矩最大值發(fā)生在左隧道的左下拱腳處，彎矩為M=10.949KN.m，相應截面初支護洞外側上的彎拉應力為-8.251MPa，相應截面初支護洞內側上的彎壓應力為12.305MPa，即該位置處初支護的洞內外兩側均不會出現拉應力，滿足C25噴射混凝土抗拉設計強度值1.3MPa，也滿足C25噴射混凝土彎曲抗壓設計強度值13.5MPa。在d）右隧道初支護上最大彎矩發(fā)生在右側拱腰處，彎矩為M=10.873KN.m，但由于該處受到的軸力較大，相應截面初支護洞內側上的彎壓應力為16.015MPa，大于25噴射混凝土彎曲抗壓設計強度值13.5MPa，但小于混凝土彎曲抗壓強度標準值18.5MPa。由于噴射混凝土內配有工字鋼拱架，作為主要的受壓構件，可以滿足要求。在隧道二次襯砌支護彎矩圖上，彎矩最大值發(fā)生在左洞左側拱腰位置處，為M=53.791KN.m，相應截面二襯洞外側上的彎拉應力為1.519MPa，相應截面二襯洞內側上的彎壓應力為1.251MPa，稍大于C30混凝土設計抗拉強度值1.5MPa，但小于C30混凝土標準抗拉強度值2.2MPa。在實際工程中，針對拱腰處的彎矩和軸力較大，在初支護中采用索腳錨桿和配置工子剛能有效地減小拱腰處的彎矩和軸力，也使二次襯砌支護中的彎矩和應力變小，滿足二次襯砌抗彎拉設計要求。2、支護結構軸力分析小結在隧道初支護和二次襯砌支護軸力圖5.27上，分析可知，在初支護的拱腰和拱腳位置處軸力較大，最大值發(fā)生在左隧道左側拱腰處，最大軸力為：Z=-2.78E+06N，即初支護截面上受到的壓應力為：15.440MPa，大于混凝土彎曲抗壓強度設計值13.5MPa，小于混凝土彎曲強度標準值18.5MPa，但是噴射混凝土內配有工字鋼拱架，可以承擔較大部分的軸力，可以滿足要求。在隧道二次襯砌支護軸力圖上，最大拉力發(fā)生在左洞左側拱腰位置處，最大壓力發(fā)生在左洞左側的拱腳位置處，最大拉力為：Z=554.096KN，最大壓力為：Z=-432.5181KN，即相應的軸心拉應力為1.385MPa，壓應力為1.081MPa，小于C30混凝土抗拉強度設計值1.5MPa和抗拉強度標準值2.2MPa，在設計上一般是加大拱腳二次襯砌厚度，做矮邊墻，能有效地抑制拱腳處圍巖的推力，同時使拱底二次襯砌中的軸力減小。隧道結構數值仿真應用研究支護結構分析小結3、支護結構剪力分析小結在隧道初支護和二次襯砌支護剪力圖5.28上，分析可知，在拱腰和拱腳位置處剪力變化較大，在拱底和拱頂位置處剪力較小。初支護中剪力最大值發(fā)生在左洞左側拱腰處，最大值為36.705KN，相應截面上的剪應力為0.204MPa。剪應力小于《隧規(guī)》中C25噴射混凝土設計強度值1.0MPa，初支護滿足抗剪要求。在隧道二次襯砌支護剪力圖上，在拱腰位置處剪力變化較大，且剪力最大值都發(fā)生在隧道右側拱腰位置處，在拱底和拱頂位置處剪力較小。二次襯砌中最大剪力發(fā)生在右洞右側拱腰處，剪力最大值為114.843KN，相應截面上的剪應力為0.287MPa?？芍淼蓝我r砌支護上受到的剪應力小于《隧規(guī)》中C30混凝土剪應力容許值1.1MPa，二次襯砌滿足抗剪要求。4、錨桿軸力分析小結在隧道初支護錨桿軸力圖5.29上，隧道上臺階開挖初支護，在隧道的拱頂和左右兩側的起拱線位置處錨桿軸力較大，且可以看出左隧道錨桿受到的拉力和壓力均比右洞隧道錨桿受力大。隧道下臺階開挖初支護后，上臺階開挖初支護中的錨桿軸力重新分布，且軸力增大，在拱頂和拱腰處錨桿軸力較大，錨桿最大軸力發(fā)生在右洞拱腰位置處，最大值為36.861KN，小于二級鋼筋ф22早強砂漿錨桿的設計值50KN要小，滿足工程要求。

公路隧洞施工過程三維動態(tài)可視化研究

將阿拉坦隧洞施工場地地形等高線數據進行處理，確保每條等高線有高程屬性值；并保證等高線疏密程度適合，若等高線密度太稀，則通過插值進行加密。將整理好的等高線數據加載入3DSMAX系統(tǒng)，利用MAX系統(tǒng)自帶的地形命令生成TIN格式的三維數字地形模型（DigitalTerrainModel，DTM），并消除由于等高線數據過于密集或采集信息缺乏所造成的細小、狹長三角形，獲得高精度的TIN模型。阿拉坦隧洞施工場地地形如下圖所示。公路隧洞施工過程三維動態(tài)可視化研究阿拉坦隧洞施工場地地形圖公路隧洞施工過程三維動態(tài)可視化研究

對于地下隧洞，隧洞斷面形態(tài)控制隧洞建筑物的幾何形態(tài)，隧洞中心線則控制其空間位置。根據這兩項數據，加上控制坐標，利用路徑掃描法實現洞室三維建模，然后將所有完成的隧洞實體集合，清除多余的曲線或曲面，合并重復部分，得到完整的隧洞三維幾何模型。阿拉坦隧洞模型如下圖所示。公路隧洞施工過程三維動態(tài)可視化研究

阿拉坦隧洞模型圖公路隧洞施工過程三維動態(tài)可視化研究阿拉坦隧洞施工工程VR模型交互界面設計圖

公路隧洞施工過程三維動態(tài)可視化研究

阿拉坦隧洞施工過程VR初始界面

阿拉坦公路隧洞施工仿真與成果分析

阿拉坦公路隧洞施工系統(tǒng)動態(tài)仿真CPM層模型阿拉坦公路隧洞施工仿真與成果分析

經過仿真計算，阿拉坦公路隧道施工工期為512天，約17個月（1年5個月）。開始于2007年9月1日施工準備，結束于2009年2月1日交工驗收。各工序的開始結束時間及持續(xù)時間如下表所示。阿拉坦公路隧洞施工仿真與成果分析

進度計劃橫道圖

阿拉坦公路隧洞施工仿真與成果分析在仿真計算中，循環(huán)各參數如循環(huán)進尺大小以及測量、鉆孔、清底、安檢等各環(huán)節(jié)的時間是決定每個循環(huán)時間的重要因素，進行敏感度分析能確定影響工期的主導因素，為提高效率和縮短工期提供重要依據。從表4-6到4-9可知，測量、鉆孔、清底、安檢等時間越長，工期越長。其中，由于清底時間和安檢時間相等，它們的變化對工期的影響是一致的。阿拉坦公路隧洞施工仿真與成果分析

阿拉坦隧洞施工過程三維動態(tài)可視化分析工具簡便、直觀地表現了復雜的隧洞施工過程并提供了一個明朗、形象的視覺效果，使工程技術人員和決策人員能夠更加全面掌握隧洞開挖施工過程的信息、提高施工效率和決策水平。整個施工過程的各個主要的面貌如下：2007年11月20日面貌

2008年1月9日面貌

2008年3月4日面貌

2008年4月29日面貌

2008年11月19日面貌

2009年2月1日面貌

提綱1、寒區(qū)隧道面臨的問題2、滲漏水的現狀與原因3、寒區(qū)隧道病害防治技術4、防排水設計與施工5、寒區(qū)隧道保溫技術6、寒區(qū)隧道防凍保暖措施的不足7、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術一、寒區(qū)隧道面臨的問題

新疆的天山二號公路隧道，長1007m，投資5480多萬元，1988年8月底完工時就發(fā)生了嚴重的滲漏現象，進入9月后由于路面結冰、洞頂掛冰，車輛無法通行。多年來，由于反復凍融破壞，該隧道目前已不再通車運營，近乎報廢。

1989年建成的甘肅七道梁公路隧道，每到冬季，排水溝便凍結，使隧道排水不暢，襯砌背后也產生凍脹現象，導致襯砌混凝土開裂，造成隧道滲漏、路面結冰，嚴重影響行車安全。1990年冬季，為了確保該隧道通行，管理站不得不組織30多人，冒著嚴寒反復刨冰，工作條件極其艱苦，勞動強度極高，而工效極低，但無法根除凍害。之后，雖經多次防滲漏、防凍害治理，但仍有問題。一、寒區(qū)隧道面臨的問題2002年12月26日實地考察，目前，該隧道采取了向洞內排水溝供暖的措施使凍害得到大大緩解，但隧道襯砌壁面多處仍有掛冰現象；每逢冬季，仍需組織養(yǎng)護人員清除路面與人行道結冰。秦青公路梯子嶺隧道總長1142.72m，縱坡為4.1%的直線隧道。1993年8月開工建設的，1994年12月竣工交付使用。由秦皇島冶金設計研究院設計，設計標準：凈寬7m，側墻高3.6m，拱高1.75m，凈高5.35m，未做路面設計和防排水設計。交付使用后就發(fā)生了凍害現象。一、寒區(qū)隧道面臨的問題一、寒區(qū)隧道面臨的問題凍害現象嚴重，所占比例比較高圖1我國40個寒區(qū)隧道凍害統(tǒng)計一、寒區(qū)隧道面臨的問題凍害種類多1、隧道襯砌漏水、掛冰2、隧道襯砌開裂、酥碎、剝落3、隧道底部冒水、積冰、凍脹1.1隧道襯砌漏水、掛冰滲漏的地下水通過混凝土裂縫逐漸滲出，在滲出點出口處受低溫影響積成冰柱，尤其在施工接縫處滲水點多，結晶明顯，累積十至幾十厘米厚的冰溜子（又稱為掛冰）。如不清理，冰溜子越積越大，侵入限界，危及行車安全。拱部滲漏逐漸形成冰柱子（冰葫蘆），一般地區(qū)僅僅是影響限界。隧道排水溝槽設施，保溫不良引起冰凍稱冰塞子。水溝地下排水困難，因結冰堵塞，使水溝（管或槽）凍裂破損，地下水不易排走，襯砌周邊因水結冰而凍脹，致使隧道內各種凍害接踵而來。1.1隧道襯砌漏水、掛冰1.1隧道襯砌漏水、掛冰1.1隧道襯砌漏水、掛冰1.1隧道襯砌漏水、掛冰1.1隧道襯砌漏水、掛冰2、隧道襯砌開裂、酥碎、剝落

隧道砌筑在圍巖良好地段，一旦襯砌壁后有空隙，滲透巖層的地下水，在排水不通暢時水就積在襯砌與壁后圍巖間，結冰凍脹產生冰凍壓力，傳遞給襯砌，導致襯砌施工縫處充水凍脹，襯砌開裂、疏松、剝落。（1）隧道拱部襯砌發(fā)生變形與開裂（2）隧道邊墻變形嚴重（3）隧道內線路凍害（4）襯砌材料凍融破壞（5）隧底凍脹和融沉2.1隧道襯砌開裂、酥碎、剝落2.2隧道底部冒水、積冰、凍脹2.2隧道底部冒水、積冰、凍脹一、寒區(qū)隧道主要面臨的問題凍害后果嚴重威脅結構穩(wěn)定，侵占建筑界限影響行車安全隧道不能正常使用治理及維護費用高昂二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因

隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因隧道滲漏水的現狀與原因二、滲漏水的現狀與原因

隧道滲漏水的現狀與原因三、寒區(qū)隧道病害防治技術凍害防治技術寒區(qū)隧道防凍保暖技術滲漏水處治技術寒區(qū)隧道防排水設計與施工

新技術新工藝在寒區(qū)隧道設計與施工

中的應用四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

防排水基本原則加強防排水，減少隧道結構附近的積水，避免地下水進入隧道內，是做好寒區(qū)隧道保溫防凍的重要基礎。寒區(qū)隧道防排水設計施工應遵循以下原則：1對于已經進入隧道區(qū)域的滲水，采取“以排為主，防排結合”的原則進行處治。2防水和排水應緊密結合，形成完整的防排水體系，為地下水形成有效的排泄網絡。3鑒于寒區(qū)隧道水害及凍害的嚴重后果，宜在規(guī)范基礎上，采取措施適當提高隧道防排水等級。4寒區(qū)隧道防水應以“復合防水層+防水混凝土”結構為主，多道設防。5寒區(qū)隧道應采取有效措施，保證凍融交替期間排水系統(tǒng)的通暢。6寒區(qū)隧道防排水施工應采取有效措施，減少施工和運營期間的防水體系的損傷和排水體系的破損和堵塞。4.1防排水基本原則四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.2防水設計與施工

寒區(qū)隧道防水體系至少應包括以下幾部分：1.以土工布和防水板構成的專用防水層；2.以防水混凝土為結構防水層；3.在襯砌循環(huán)縫內設置專門的止水條或止水帶。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.2防水設計與施工

專用防水層設計要求（1）寒區(qū)隧道防水層設計材料除除應具有良好的抵抗拉伸、撕裂、頂破性能外，還應對其低溫性能、耐久性和抗搓柔特性進行專門測試。（2）寒區(qū)隧道防水層至少應形成對隧道襯砌結構半包結構，使地下水通過兩側拱腳排水管排除，有條件或有特殊需要的隧道，可設置全斷面包裹的防水層。（3）設計時應對防水卷材的材質及施工質量指標做出專門的要求，并提供檢測方法。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.2防水設計與施工

專用防水層施工要求專用防水層是寒區(qū)隧道防水的核心，應采取有效措施保證防水層的完整性和耐久性，專用防水層的施工一般按如下步驟進行：（1）安裝基面檢查處理（2）防水層墊層鋪掛（3）防水層鋪掛（4）防水層檢查、保護當采用墊層和防水層復合卷材時，步驟（2）和步驟（3）同步完成。在條件允許或水量較大時，在安裝基面和防水層之間還可設置透水網格。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.3防水混凝土設計與施工

防水層混凝土的種類防水混凝土是指以調整配合比或摻用外加劑的方法增加混凝土自身抗?jié)B性能的一種混凝土。隧道襯砌常用的防水混凝土包括普通防水混凝土和外加劑防水混凝土兩大類。

普通防水混凝土是指以控制水灰比，適當調整含砂率和水泥用量的方法來提高其密實性及抗?jié)B性的一種混凝土。

外加劑防水混凝土是指在混凝土中摻入適量的外加劑，如引氣劑、減水劑或密實劑等，使其到達防水的要求的混凝土。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.3防水混凝土設計與施工

防水層混凝土的種類防水混凝土是指以調整配合比或摻用劑的方法增加混凝土自身抗?jié)B性能的一種混凝土。隧道襯砌常用的防水混凝土包括普通防水混凝土和外加劑防水混凝土兩大類。

普通防水混凝土是指以控制水灰比，適當調整含砂率和水泥用量的方法來提高其密實性及抗?jié)B性的一種混凝土。

外加劑防水混凝土是指在混凝土中摻入適量的外加劑，如引氣劑、減水劑或密實劑等，使其到達防水的要求的混凝土。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.3防水混凝土設計與施工

普通防水混凝土的抗?jié)B性受施工質量、材料類型和質量影響較大，在施工中需要嚴格控制。外加劑防水混凝土只要使用得當，一般能滿足隧道襯砌的防水要求。因此，為確保二次襯砌防水質量，寒區(qū)隧道二次襯砌宜采用外加劑防水混凝土。不管采用何種類型的防水混凝土，都應在現場進行水泥、集料、外加劑的配合比試驗，以保證防水混凝土能夠達到設計要求的防滲和防凍等級，并對混凝土的強度和耐久性進行評估。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.3防水混凝土設計與施工

防水混凝土的施工

防水混凝土的施工，必須注意每一個環(huán)節(jié)的施工質量，堵塞一切可能造成滲漏的隱患。特別注意保證縫孔處的施工質量。合理地設計僅僅是達到工程防水的前提，而嚴格掌握施工要求是地下工程防水成敗的關鍵。其主要環(huán)節(jié)有以下幾個方面：

1、嚴禁被水浸泡；

2、原材料必須符合要求；

3、鋼筋固定符合規(guī)范；

4、必需采用機械攪拌，嚴格確定攪拌時間；

5、防水混凝土運輸；

6、澆筑、振搗與養(yǎng)生；

7、拆模時間四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.4止水帶（條）設計與施工止水帶（條）設計在隧道襯砌澆注過程中，不可避免的留下各種施工縫、變形縫等，這些部位很容易出現滲漏。在隧道工程中多采用止水帶和止水條進行堵水。由于寒區(qū)隧道對防滲的特殊要求，考慮止水條的耐久性，寒區(qū)隧道應采用止水帶進行施工縫和變形縫的處理，最好采用可排水型止水帶，在堵水的同時，起到排水作用，實現無壓堵水?？膳潘畯秃舷鹉z止水帶是能對環(huán)向施工縫中的滲水進行“先排后堵”的新型止水帶。它由繞道、翼緣、膨脹橡膠條和止?jié){濾水帶組成（圖1），其中繞道和翼緣構成止水帶主體，止?jié){濾水帶粘貼在翼緣上并與繞道形成排水通道。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.4止水帶（條）設計與施工止水帶（條）設計圖1可排水復合橡膠止水帶四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.4止水帶（條）設計與施工可排止水帶施工止水帶在端頭模板上的固定是止水帶安裝的關鍵。止水帶固定的好壞直接關系到止水帶在襯砌中能否垂直于工作縫，是否能使排水通道與工作縫相通。具體安裝工藝如下：1）用Φ8鋼筋卡間隔一米固定在止水帶上。

2）用穿板鐵絲固定鋼筋卡與板外鋼筋段（圖2）；

3）將Φ10背托鋼筋穿與止水帶和鋼筋卡之間，并用扎絲綁扎在鋼筋卡上；

4）先澆襯砌段拆模后，先將鋼筋卡外露段扳直，并用其將自然伸直的止水帶外露部分卡緊。圖4-6可排水止水帶在端頭模板上的固定四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.4排水系統(tǒng)寒區(qū)隧道排水體系組成：1、隧道初期支護過程中逐層敷設在噴射混凝土中的半圓排水盲管；2、隧道襯砌環(huán)向鋪設的環(huán)向排水管；3、隧道兩側拱腳的縱向排水管；4、連接縱向排水管和中央排水管的橫向排水管；5、埋置于隧道中央路面以下的中央排水管6、中央排水管在洞外的出水口。在經濟條件允許或圍巖滲水較大的隧道，還可在初期支護與防水層之間增設排水網格，加強防水板背后的排水性能；有的隧道將中央排水管設置在路面一側。四、寒區(qū)隧道防排水設計與施工

4.4排水系統(tǒng)寒區(qū)隧道排水體系組成：1、隧道初期支護過程中逐層敷設在噴射混凝土中的半圓排水盲管；2、隧道襯砌環(huán)向鋪設的環(huán)向排水管；3、隧道兩側拱腳的縱向排水管；4、連接縱向排水管和中央排水管的橫向排水管；5、埋置于隧道中央路面以下的中央排水管6、中央排水管在洞外的出水口。在經濟條件允許或圍巖滲水較大的隧道，還可在初期支護與防水層之間增設排水網格，加強防水板背后的排水性能；有的隧道將中央排水管設置在路面一側。五、寒區(qū)隧道防凍保暖技術

為了達到保溫防凍的目的，國內外研究了多種保溫防凍技術措施，不同的技術措施適用條件不同，保溫防凍效果也不同。被動防寒防排水系統(tǒng)隧道防凍保暖措施防寒保溫門隔熱法洞口段供暖保溫水溝加熱主動供暖表層隔熱處理法雙層隔熱處理法保溫水溝中心深埋水溝防寒泄水洞直接加熱襯砌加熱洞內空氣保溫水溝通暖氣保溫水溝加熱電纜保溫水溝鋪供熱管5.1保溫技術五、寒區(qū)隧道防凍保暖技術

5.2保溫技術分區(qū)最冷月平均氣溫（℃）最大凍結深度（m）主排水溝形式寒冷地區(qū)-5～-10≤1.0一般水溝-10～-151.0～1.5保溫水溝嚴寒地區(qū)-15～-251.5～2.5中心深埋水溝

＜-25

＞2.5防寒泄水洞寒區(qū)隧道排水系統(tǒng)規(guī)定的適用條件：六、寒區(qū)隧道防凍保暖技術的不足6.1主動供暖技術主動供暖技術的應用現狀洞口段供暖二襯與保溫隔熱層之間鋪設供熱管在防水層與襯砌之間設置電加熱帶隧道內通暖氣保溫水溝加熱保溫水溝鋪設加熱電纜保溫水溝內布置供熱管上述主動供暖技術均得到成功應用，以避免凍害發(fā)生！六、寒區(qū)隧道防凍保暖技術的不足6.1隔熱層法隔熱層法的不足

隔熱法是在襯砌表面或初期支護與二次襯砌之間設隔熱材料，使圍巖的熱量在冬季不逸出隧道襯砌，并保持隔熱材料的表面在冰點以上，從而防止凍害的發(fā)生。適用于發(fā)生線狀漏水、寒冷程度較小的既有隧道。六、寒區(qū)隧道防凍保暖技術的不足6.1隔熱層法隔熱層法的不足六、寒區(qū)隧道防凍保暖技術的不足6.1隔熱層法隔熱層法的不足隔熱層本身并不能產生熱量，只能減緩圍巖的凍融速度。單一保溫層并不能阻擋凍結層的形成。需要與其他防凍措施配合使用，才能達到良好的防凍保暖效果。

六、寒區(qū)隧道防凍保暖技術的不足6.2中心排水溝中心深埋水溝的不足中心深埋水溝對隧道結構產生不利影響

在隧道底部挖深槽勢必會威脅整個襯砌的穩(wěn)定。

中心深埋水溝不能徹底避免凍害。當凍結深度大于水溝埋深時，依然會發(fā)生凍害。保溫水溝的不足保溫水溝應用范圍有限因保溫水溝埋深淺，只適合應用于最冷月平均氣溫高于-15℃，凍深小于1.5m的地區(qū)，所以應用范圍有限。六、寒區(qū)隧道防凍保暖技術的不足6.3隧道襯砌及保溫水溝加熱的不足利用主動加熱防凍保暖技術可以徹底避免凍害發(fā)生，但給后期運營及維護帶來巨大負擔。增加了后期的運營成本。由于寒區(qū)隧道車流量很小，難于收回運營成本。

六、寒區(qū)隧道防凍保暖技術的不足6.4防寒泄水洞的不足不能徹底避免凍害，已有工程中存在失敗的案例；防寒泄水洞前期投入高；施工工序復雜；對主洞有影響；七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.1概述

被動防寒措施只能進行被動防御，當出現極端天氣時，隧道依然會產生凍害，不能徹底避免凍害發(fā)生；主動供暖方式可以徹底避免隧道凍害的發(fā)生，但存在運營成本高，管理不方便，環(huán)境污染等問題；急需研制和開發(fā)節(jié)能型主動加熱系統(tǒng)，如寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖技術。七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.2寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖技術

圖2寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖工作原理圖

七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.2寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖技術七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.2寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖技術七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.2寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖技術七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.2寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖技術七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.3雙源供熱型背貼式可排水止水帶七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.3雙源供熱型背貼式可排水止水帶七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.3雙源供熱型背貼式可排水止水帶七、寒區(qū)隧道防凍保暖新技術7.4寒區(qū)隧道地源熱泵型防凍保暖